CN111485069A - 一种钻杆及其连接处螺纹表面的处理工艺 - Google Patents

一种钻杆及其连接处螺纹表面的处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺，所述处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到硬度HV为500‑780的钻杆。本发明中，经过本发明提供的工艺进行处理后，钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，保证钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。

Description

一种钻杆及其连接处螺纹表面的处理工艺
技术领域
本发明涉及表面处理领域，具体涉及一种钻杆及其连接处螺纹表面的处理工艺。
背景技术
绳索钻杆作为地质勘探施工主要使用工具，为了保证钻杆螺纹连接强度，该类钻杆螺纹牙型是特殊梯形螺纹。如CN204152450U公开了了一种全开式安全接头，包括公接头和母接头，所述公接头，包括管体I和外螺纹接头，外螺纹接头部分从内到外依次设有肩台面I，抗应力消减槽I，三角形螺纹I，等腰梯形螺纹I，斜梯形螺纹I和接近区I；所述母接头，包括管体II和内螺纹接头，内螺纹接头部分从内到外依次设有肩台面II，抗应力消减槽II，三角形螺纹II，等腰梯形螺纹II，三角形螺纹III和接近区II。本实用新型充分考虑了金属变形量的因素，使用安全可靠，安装及拆装迅速，配合使螺纹的极限抗扭力矩最高可以达到55000N·m。CN203476222U公开了一种钻杆和钻孔***。该钻杆为无缝的管状结构；管状结构两端的管壁厚度大于中部的管壁厚度；钻杆一端设有外扣梯形螺纹，其另一端设有内扣梯形螺纹。钻孔***，包括钻机、钻杆组件和钻头；钻杆组件由多个上述钻杆串联，相邻两个钻杆的连接方式为外扣梯形螺纹连接内扣梯形螺纹；钻机的钻机轴与钻杆组件的内扣梯形螺纹端相连接，钻杆组件的外扣梯形螺纹端与钻头相连。该钻杆采用无缝的管状结构，避免在加工的过程中在接缝处造成损坏，梯形螺纹能够增加钻杆两端的壁厚，以增加强度，防止在对钻杆加工的过程中造成损伤，且防止了在钻孔过程中由于钻杆受压和环境压力的情况下钻杆扭曲、变形。其牙型窄而浅，且公母螺纹齿顶表面为过盈配合，齿面咬合较为紧密，拧卸过程中容易引起粘扣现象，卸扣后容易在螺纹表面产生划痕划伤或导致拧卸不开。
为了避免粘扣现象的产生，目前普遍采用螺纹表面增加镀层的方式来改善这些问题。但由于镀层工艺的成本较高，且有环保影响。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种钻杆及其连接处螺纹表面的处理工艺，本发明提供的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，保证钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺，所述处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到硬度HV为500-780的钻杆。
本发明中，经过本发明提供的工艺进行处理后，钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，保证钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。
作为本发明优选的技术方案，所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3-8mm处。
作为本发明优选的技术方案，所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液的混合溶液。
优选地，所述混合溶液中淬火液的含量为5-15％，例如可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述淬火液可以为水溶性淬火液，例如可以是Aqua-Quench 251或Senco-P65等。
优选地，所述淬火介质的温度≤50℃，例如可以是50℃、40℃、30℃、20℃或10℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述淬火处理中的进尺速度为1000-1200mm/min，例如可以是1000mm/min、1020mm/min、1040mm/min、1060mm/min、1080mm/min、1100mm/min、1120mm/min、1140mm/min、1160mm/min、1180mm/min或1200mm/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述淬火处理中钻杆的转速为400-600r/min，例如可以是400r/min、410r/min、420r/min、430r/min、440r/min、450r/min、460r/min、470r/min、480r/min、490r/min、500r/min、510r/min、520r/min、530r/min、540r/min、550r/min、560r/min、570r/min、580r/min、590r/min或600r/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述淬火中的阳极电压为10-11.5kV，例如可以是10kV、10.1kV、10.2kV、10.3kV、10.4kV、10.5kV、10.6kV、10.7kV、10.8kV、10.9kV、11kV、11.1kV、11.2kV、11.3kV、11.4kV或11.5kV等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述淬火处理中阳极电流为10-12.3A，例如可以是10A、10.2A、10.4A、10.6A、10.8A、11A、11.2A、11.4A、11.6A、11.8A、12A、12.2A或12.3A等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述淬火处理中的栅极电流为1.2-1.4A，例如可以是1.2A、1.22A、1.24A、1.26A、1.28A、1.3A、1.32A、1.34A、1.36A、1.38A或1.4A等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述淬火处理的时间为15-30s，例如可以是15s、16s、17s、18s、19s、20s、21s、22s、23s、24s、25s、26s、27s、28s、29s或30s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到硬度HV为500-780的钻杆；
其中，所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3-8mm处；所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液的混合溶液；所述淬火介质的温度≤50℃；所述淬火处理中的进尺速度为1000-1200mm/min；所述淬火处理中钻杆的转速为400-600r/min；所述淬火中的阳极电压为10-11.5kV；所述淬火处理中阳极电流为10-12.3A；所述淬火处理中的栅极电流为1.2-1.4A；所述淬火处理的时间为15-30s。
第二方面，本发明提供了如第一方面所述热处理工艺得到的钻杆，所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为500-780；所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度≥0.5mm。
本发明中，所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为500-780，例如可以是500、550、600、650、700、750或780等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度≥0.5mm，例如可以是0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，耐磨性体现以硬度为参考，硬度越高耐磨性越好。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
经本发明提供的处理工艺处理后的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，保证钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种钻杆，所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为750；所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.5mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到所述钻杆；
其中，所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3mm处；所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液；所述混合溶液中淬火液的含量为12％；所述淬火介质的温度为15℃；所述淬火处理中的进尺速度为1150mm/min；所述淬火处理中钻杆的转速为600r/min；所述淬火中的阳极电压为11kV；所述淬火处理中阳极电流为10A；所述淬火处理中的栅极电流为1.2A；所述淬火处理的时间为15s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，使用过程中保证了钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。
实施例2
本实施例提供一种钻杆，所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为620；所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.7mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到所述钻杆；
其中，所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角8mm处；所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液；所述混合溶液中淬火液的含量为7％；所述淬火介质的温度为40℃；所述淬火处理中的进尺速度为1200mm/min；所述淬火处理中钻杆的转速为400r/min；所述淬火中的阳极电压为10.2kV；所述淬火处理中阳极电流为12.2A；所述淬火处理中的栅极电流为1.4A；所述淬火处理的时间为20s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，使用过程中保证了钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。
实施例3
本实施例提供一种钻杆，所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为500；所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.5mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到所述钻杆；
其中，所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角5mm处；所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液；所述混合溶液中淬火液的含量为10％；所述淬火介质的温度为20℃；所述淬火处理中的进尺速度为1040mm/min；所述淬火处理中钻杆的转速为520r/min；所述淬火中的阳极电压为11.3kV；所述淬火处理中阳极电流为10.7A；所述淬火处理中的栅极电流为1.25A；所述淬火处理的时间为27s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，使用过程中保证了钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。
实施例4
本实施例提供一种钻杆，所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为750；所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.65mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到所述钻杆；
其中，所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角6mm处；所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液；所述混合溶液中淬火液的含量为5％；所述淬火介质的温度为30℃；所述淬火处理中的进尺速度为1170mm/min；所述淬火处理中钻杆的转速为420r/min；所述淬火中的阳极电压为10.6kV；所述淬火处理中阳极电流为11.6A；所述淬火处理中的栅极电流为1.28A；所述淬火处理的时间为17s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，使用过程中保证了钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。
实施例5
本实施例提供一种钻杆，所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为730；所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.8mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到所述钻杆；
其中，所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角5.7mm处；所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液；所述混合溶液中淬火液的含量为15％；所述淬火介质的温度为25℃；所述淬火处理中的进尺速度为1200mm/min；所述淬火处理中钻杆的转速为530r/min；所述淬火中的阳极电压为10.7kV；所述淬火处理中阳极电流为10.2A；所述淬火处理中的栅极电流为1.37A；所述淬火处理的时间为30s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，使用过程中保证了钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。
对比例1
与实施例1的区别仅在于所述淬火处理中的进尺速度为1300mm/min；所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为400，硬化层深度为0.3mm；所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低，使用过程中有粘扣现象产生。
对比例2
与实施例1的区别仅在于所述淬火处理中的进尺速度为500mm/min；所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为430，硬化层深度为0.2mm；所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低，使用过程中有粘扣现象产生。
对比例3
与实施例1的区别仅在于所述淬火中的阳极电压为15kV；所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为340，硬化层深度为0.27mm；所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低，使用过程中有粘扣现象产生。
对比例4
与实施例1的区别仅在于所述淬火中的阳极电压为5kV；所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为430，硬化层深度为0.3mm；所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低，使用过程中有粘扣现象产生。
对比例5
与实施例1的区别仅在于所述淬火处理中阳极电流为5A；所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为470，硬化层深度为0.22mm；所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低，使用过程中有粘扣现象产生。
对比例6
与实施例1的区别仅在于所述淬火处理中阳极电流为15A；所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为370，硬化层深度为0.32mm；所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低，使用过程中有粘扣现象产生。
通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明中通过对热处理工艺的合理设计，经本发明提供的处理工艺处理后的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高，保证钻杆使用的持续性，有效减少粘扣现象产生。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到硬度HV为500-780的钻杆。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3-8mm处。
3.如权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液的混合溶液；
优选地，所述混合溶液中淬火液的含量为5-15％；
优选地，所述淬火介质的温度≤50℃。
4.如权利要求1-3任一项所述的工艺，其特征在于，所述淬火处理中的进尺速度为1000-1200mm/min。
5.如权利要求1-4任一项所述的工艺，其特征在于，所述淬火处理中钻杆的转速为400-600r/min。
6.如权利要求1-5任一项所述的工艺，其特征在于，所述淬火中的阳极电压为10-11.5kV。
7.如权利要求1-6任一项所述的工艺，其特征在于，所述淬火处理中阳极电流为10-12.3A。
8.如权利要求1-7任一项所述的工艺，其特征在于，所述淬火处理中的栅极电流为1.2-1.4A；
优选地，所述淬火处理的时间为15-30s。
9.如权利要求1-8任一项所述的工艺，其特征在于，所述处理工艺包括：将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理，得到硬度HV为500-780的钻杆；
其中，所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3-8mm处；所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液的混合溶液；所述混合溶液中淬火液的含量为5-15％；所述淬火介质的温度≤50℃；所述淬火处理中的进尺速度为1000-1200mm/min；所述淬火处理中钻杆的转速为400-600r/min；所述淬火中的阳极电压为10-11.5kV；所述淬火处理中阳极电流为10-12.3A；所述淬火处理中的栅极电流为1.2-1.4A；所述淬火处理的时间为15-30s。
10.如权利要求1-9任一项所述热处理工艺得到的钻杆，其特征在于，所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为500-780；所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度≥0.5mm。
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